結構專業(yè)基礎知識

構造專業(yè)根底學問建筑構造的一般概念1、建筑構造是指建筑物中由假設干個根本構件根據(jù)確定組成規(guī)則、通過正確的連接方式所組成的可以承受并傳遞各種作用的空間受力體系〔又稱骨架〕。2、房屋構造的根本構件主要有板、梁、墻、柱、根底等。二、構造的分類1、按所用材料分類：混凝土構造、砌體構造、鋼構造、木構造2、按承重體系分類：框架構造、剪力墻構造、框架-剪力墻構造、筒體構造、排架構造、網(wǎng)架構造、殼體構造、懸索構造3、按施工方法分類：現(xiàn)澆構造、裝配式構造、裝配整體構造等構造設計根本步驟、方法及相關概念一、常用標準建筑構造荷載標準混凝土設計標準建筑抗震設計標準建筑地基設計標準高層建筑混凝土構造技術規(guī)程巖土工程勘察標準二、根本資料及信息1．建筑需求：建筑外觀、平面布局及運用功能要求，建筑重要性。需要相應階段的建筑圖紙、審批文件。22；電梯機房等效82；消防車等效202。工業(yè)廠房需要業(yè)主供給文件，指定運用荷載。3．風信息：〔荷載標準、高規(guī)〕a.根本風壓：一般用50一遇，深圳為0.75㎡,對應風速約120公里/小時；高度大于60米的構造，承載力計算用100一遇的風壓，深圳為0.90㎡〕b.地面粗糙度：一般城市市區(qū)可選Cd.根本周期：簡潔估算〔0.1x樓層數(shù)〕，用于計算風振e.其他相關概念：風壓高度變更系數(shù)，風振系數(shù)〔根本自振周期大于0.25s，高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋，考慮順風向風振系數(shù)；橫向風軟件沒有考慮〕陣風系數(shù)：計算圍護構造風荷載群體效應：群集的高層建筑，互相間距較近時，風力互相干擾，體型系數(shù)應增大。4．地震信息：〔抗震標準、高規(guī)〕〕〕〕〕〕〕，具體取值由政府規(guī)定(可查抗規(guī)附表)，?！砨.設計地震分組：按震中的近、遠劃分，分為第1組、第2組、第3組。深圳為第1組c.場地土類別：按土層等效剪切波速和土層厚度劃分，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類，大部分為Ⅱ類。由地質勘探部門供給?？梢岳斫鉃棰耦悎龅赝磷顖詫?，Ⅳ最差。d.其他抗震相關概念：抗震設防三水準：小震不壞、中震可修、大震不倒。抗震設計二階段：第一階段設計為承載力設計：用小振動參數(shù)、構造按彈性計算，用分項系數(shù)組合進展構件截面承載力驗算，通過概念設計及抗震構造滿意大震不倒。第二階段為彈塑性變形驗算。大部分建筑可只進展第一階段設計?？拐鹪O防分類：按建筑重要性劃分，分為甲、乙、丙、丁四類，具體規(guī)定見建筑抗震設防分類標準。甲類最重要，丁類為次要建筑，大部分為丙類。設計根本地震加速度：50設計基準期超越概率10％的地震加速度設計取值。地震作用計算方法：底部剪力法、振型分解反響譜、彈性動力時程分析、彈塑性動力時程分析。重力荷載代表值：永久荷載標準值＋可變荷載標準值×組合系數(shù)，組合系數(shù)軟件默認取0.5，對于庫房應取0.8、可變荷載按實際狀況計算時組合系數(shù)應取1.0。抗震等級：根據(jù)烈度、構造類型、房屋高度〔室外地面到主要屋面板〕確認，確認烈度時還要考慮抗震設防分類及場地土類別。構件設計原則：強柱弱梁、強剪弱彎。5．地質勘察報告：由構造設計人員根據(jù)工程具體狀況提出勘察要求，甲方托付勘察單位進展勘察，勘察單位提交勘察報告。一般包括一下內(nèi)容:勘察目的、任務要求和根據(jù)的技術標準；擬建工程概況；勘察方法和勘察工作布置；場地地形、地貌、地層、地質構造、巖土性質及其勻整性；各項巖土性質指標，巖土的強度參數(shù)、變形參數(shù)、地基承載力的建議值；地下水的埋藏狀況、類型、水位及其變更；土和水對建筑材料的腐蝕性；場地穩(wěn)定性、不良地質評價；根底形式舉薦；圖表：勘察點平面布置圖、土層剖面圖、探孔柱狀圖、巖層等高線等。深圳地區(qū)巖土分布狀況：填土、花崗巖殘積土、強風化巖、中風化巖、微風化巖。一般花崗巖殘積土可作為自然地基的持力層，承載力200多。三、構造選型根據(jù)建筑高度、建筑需求、經(jīng)濟等確定。1.單層廠房以前均承受鋼筋混凝土排架構造，如今大都承受輕型門式鋼架2.多層承受鋼筋混凝土框架架構、磚混構造，廣東地區(qū)根本不用磚混構造，住宅多承受異型柱框架構造3．大跨度構造考慮預應力、網(wǎng)殼4.一般高層承受鋼筋混凝土框剪構造、短肢剪力墻構造、剪力墻構造。5.超高層〔100米以上〕承受型鋼混凝土、鋼－混凝土的框剪構造，或框筒、剪力墻構造、筒中筒構造。四、構造布置1.平面布置：確定柱、剪力墻的位置a.平面布置宜規(guī)則、對稱，并應具有良好的整體性不規(guī)則類型定義凹凸不規(guī)則:構造平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%樓板部分不連續(xù):樓板的尺寸和平面剛度急劇變更，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%，或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層b．平面長度太長或樓層高度相差太大，要進展分縫或設置后澆帶。2.豎向布置：建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，構造的側向剛度宜勻整變更，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上漸漸減小，防止抗側力構造的側向剛度和承載力突變不規(guī)則類型定義側向剛度不規(guī)則:該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%；除頂層外，部分收進的程度向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側力構件不連續(xù):豎向抗側力構件〔柱、抗震墻、抗震支撐〕的內(nèi)力由程度轉換構件〔梁、桁架、厚板等〕向下傳遞樓層承載力突變:抗側力構造的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的)80%五、構件截面估算1．柱截面估算a．柱豎向軸力估算柱承受樓層數(shù)柱子附屬面積豎向面荷載，可按下面估算框架構造：12-16〔輕質磚〕、14-18〔粘土磚〕框剪構造：15-18〔輕質磚〕、17-20〔粘土磚〕筒體、剪力墻構造：18-22一般集體宿舍、一般住宅取大值，辦公取小值。廠房另行考慮b．柱軸力調整〔考慮程度荷載〕=αβNα中柱α＝1、邊柱α＝、角柱α＝1.2β地震程度力作用對柱軸力的放大系數(shù)七度抗震：β、八度抗震：β=1.10c．柱截面面積估算≥(a*)軸壓比一級、二級、三級，短柱減0.05砼軸心抗壓強度設計值估算柱軸力設計值d．柱截面寬高根據(jù)受彎確定，中柱可按各向軸跨比估算，通常<42．梁截面估算a.主梁〔〕：梁高h取1/8至1/12的梁跨；b.懸挑梁〔〕：1/6的梁跨；c.次梁〔〕：1/12至1/18的梁跨；2~3.3．板截面估算a.單向板：板厚取1/30的板跨；a.雙向板：板厚取1/30至1/40的板跨；c.懸挑板：1/10板跨；六、豎向恒載計算1．樓面荷載〔2〕a.混凝土板厚〔米〕X2532〕b.板面〔砂漿、瓷磚/木板/等〕、板下吊頂。通常樓面可按12考慮，屋面可按2～32考慮。c.板上隔墻：按實際荷載折算，一般輕質隔板可按12考慮，輕質砌體2～32考慮2．梁〔剪力墻〕上隔墻荷載〔〕a.墻厚〔米〕X容重X高度：粘土磚183，水泥空心磚103，粉煤灰輕渣空心砌塊7～833。b.墻面裝飾厚度〔雙面〕X容重X高度墻面裝飾層厚單面通常為0.02m，混合砂漿容重173。扣去洞口部分墻體荷載，加上門窗自重。梁墻上荷載可取等效均布荷載。3．墻柱梁外表裝飾荷載通常將混凝土容重取大一點〔283〕來考慮，不再另外計算。七、構造計算〔上部構造〕根據(jù)運用的軟件不同，具體方法步驟不同，先駕馭我們的、及．〔一〕建模詳見建模常見問題及處理建議、運用手冊〔二〕計算參數(shù)詳見運用手冊〔三〕軟件運算〔四〕計算書1.構造平面布置簡圖〔“接生成數(shù)據(jù)〞圖形檢查〕2．荷載平面布置簡圖〔平面荷載顯示校核〕3．根本參數(shù)等4．位移5．地震6．各層配筋簡圖7．各層梁裂縫、撓度平面簡圖〔梁平法施工圖〕8．各層板配筋面積簡圖〔畫構造平面圖〕七、結果分析〔計算結果〕〔一〕原始輸入數(shù)據(jù)檢查〔〕1.檢查各參數(shù)是否正確。2．檢查質量〔荷載〕a.檢查各樓層單位面積質量〔1×恒＋折減系數(shù)X活〕，及“荷載校核〞比照，防止荷載丟失。b.檢查“荷載校核〞××活〕，及閱歷值比照，推斷荷載是否合理?！捕硺嬙煺w分析1.程度位移限制〔〕a.層間位移角〔不考慮間或偏心〕限制：框架構造1/550框架－剪力墻、框架－核心筒、板柱－剪力墻1/800筒中筒、剪力墻1/1000框支層1/1000多、高層鋼構造1/300b.位移比〔考慮間或偏心〕限制：最大位移〔層間位移〕及平均位移〔平均層間位移〕之比：A級高度建筑〔一般多高層屬于此類〕：不宜大于1.5(抗震標準)不宜大于1.2，不應大于1.5(高規(guī))B級高度建筑、困難高層構造、混合構造：不宜大于1.2，不應大于1.4(高規(guī))2.抗震限制〔〕〕。假設少于90％，增加計算振型數(shù)。b.周期：標準沒有周期大小的限制，根據(jù)閱歷估算，推斷是否合理，假設周期太大，則說明構造剛度太柔。c.周期比：變更為主第一周期及平動為主第一周期之比A級高度建筑不應大于0.9，平動變更斷定：根據(jù)平動、變更系數(shù)大小斷定，假設平動系數(shù)越大，則平動所占的能量越多，一般來說，當該系數(shù)大于0.5時可認為以該振動為主。第一周期的斷定：不要想當然認為排在第一的就是第一周期，應留意剔除部分振動產(chǎn)生的周期。具體可看該振型對底部剪力的奉獻，第一振型的奉獻應是最大的。d.剪重比：該層地震作用總剪力/該層及其上部重力荷載代表值之和〕7度根本周期小于3.5s的構造為0.016。軟件對小于最小值的會自動調整放大。3.構造豎向規(guī)則〔〕〔1〕.樓層側向剛度比a.一般樓層〔剛度用“地震剪力/層間位移〞計算〕抗規(guī)3.4.2-3.4.3、高規(guī)5.1.14規(guī)定：該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%，該層地震剪力應乘以1.15的放大系數(shù)。軟件會根據(jù)計算結果，自動乘以放大系數(shù)。b.首層轉換構造〔剛度用“剪切剛度〞計算〕高規(guī)附錄E.0.1規(guī)定：上下層剛度比宜接近1，抗震設計不應大于2，非抗震設計不大于3。c.轉換層數(shù)大于1層構造〔剛度用“剪彎剛度〞計算〕高規(guī)附錄E.0.2規(guī)定：上下部等效剛度比宜接近1，抗震設計不應大于1.3，非抗震設計不大于2?！?〕樓層層間受剪承載力抗規(guī)3.4.3.2-2規(guī)定：不應小于相鄰上一層的65％。4.構造抗傾覆驗算〔〕抗傾覆彎矩/傾覆彎矩>15.構造重力二階效應〔〕高規(guī)5.4.1.1、5.4.1.2規(guī)定：剛重比剪力墻、框剪、筒體(H2∑)≥2.7(1)框架構造*∑≥20，()不滿意要求時，要考慮重力二階效應。6.構造整體穩(wěn)定〔〕高規(guī)5.4.4規(guī)定：剛重比應滿意一下規(guī)定剪力墻、框剪、筒體(H2∑)≥1.4(1)框架構造*∑≥10，()構造專業(yè)及其他專業(yè)協(xié)作常遇到的問題一：建筑1：建筑專業(yè)須給出室內(nèi)最小凈高的要求，一般不得少于2.2米，留意在計算時因建筑面層產(chǎn)生的計算錯誤，地面承受地暖時一般面層為100，一般做法為50，構造的梁高在做出初步計算后建筑最好核對一下。〔100/50〕≥2200。2：樓梯凈高應留意核對，梯梁、梯段板處的高度，需結合梯梁以及主體構造梁、柱及樓梯平面、剖面綜合考慮；還要留意梯板厚度，建筑所畫梯板及構造板厚往往不一樣；3：留意外墻窗高度須結合構造探討，特殊留意在同一墻面有橫向線條時的狀況。4：建筑細部須表達清楚，特殊留意的一些部位就是：地下室層高變更構造梁卻沒有適時變更造成門口高度不夠；風井部位詳圖不具體造成構造表達不清楚；留意一些挑梁、挑板、線腳、開洞的具體標注。5在地下車庫設置的集水坑,不要出現(xiàn)坑體容積被構造根底放腳占用的狀況,集水坑內(nèi)的設備無法正常安裝。一旦遇到這種狀況,應盡量設法將集水坑的位置改動到根底放腳外,假設無法實現(xiàn)則只能重新選擇集水坑的位置。6：明確電梯門洞的大小，電梯廠家一般要求電梯門洞口高度2200，是指的建筑完成面至洞口梁底的尺寸。7±相對海拔高程、室內(nèi)外高差、室外是否要填土〔涉及到基坑開挖深度，地下室露天頂板的標高及荷重計算〕。8樓層構造標高及建筑標高的互相關系〔建筑面層荷重〕。9樓層運用功能具體分布、樓層孔洞位置及尺寸〔確定樓層構造布置10地下室防水做法〔防水層材料類別〕，地下室底板集水坑位置及尺寸。11樓梯編號及其定位尺寸〔梯板長寬度以確定樓梯的構造型式〕。12電梯地坑深度、消防梯集水坑位置及深度〔涉及根底或承臺型式〕。13自動扶梯平面位置、長度、寬度、起始梯坑平面尺寸及深度〔確定其支承條件和衡量樓層凈高尺寸〕。14地下室斜車道坡長，車道出入口部高度〔確定坡道的支承條件，出入口處是否需要做反梁〕。15電梯門旁或門頂指示燈設置位置及尺寸〔確定剪力墻予留孔洞〕。16大廚房地面做法〔確定構造層降低或承受建筑找平墊高〕。17屋面坡度做法〔承受構造找坡或是建筑找坡〕。18屋面水池平面位置及尺寸〔確定合理的支承條件〕。19天棚吊頂做法〔全部吊頂或部分吊頂或不吊頂需做平板構造〕。20外墻門窗口尺寸及立面做法〔確定外圍梁高及窗框做法〕。21外墻飾面材料〔確定圍護構造材料品種〕。22室內(nèi)間隔墻布置狀況〔固定的或是靈敏隔斷以確定樓面等效荷載〕。二：電氣1：建筑家具的布置干脆影響電氣專業(yè)的設計，一旦家具進展調整需要告知電氣專業(yè)。2：各種功能的建筑組件需要電氣專業(yè)協(xié)作時須供給應電氣專業(yè)，如：可視對講門的位置及個數(shù)，紅外感應小便斗的設置，建筑大堂高度，門斗、雨篷的設置等；3：留